Dnes veda nestojí na mieste. Nové objavy sa robia doslova každý deň, a to aj v oblasti medicíny. Objav vedcov z Francúzska by mohol znamenať revolúciu v chirurgii i regeneratívnej medicíne. Tento objav ukazuje, že kohézne sily vodných roztokov nanočastíc je možné použiť in vivo na obnovu orgánov a mäkkých tkanív tela. Tento relatívne ľahko použiteľný spôsob lepenia rezov a rán bol teraz úspešne testovaný na potkanoch. Francúzska tlač píše, že keď sa na kožu aplikuje špeciálne riešenie, môže uzdraviť hlboké rany doslova za niekoľko sekúnd, pričom poskytne vysoko kvalitné hojenie rán a estetický steh.
Princíp fungovania biogélu je celkom jednoduchý: gél spolu s roztokom nanočastíc sa nanáša na navzájom prilepené povrchy tkaniva, ktoré sú spojené pomocou gélu. K tomu dochádza v dôsledku molekulárnej interakcie. Tento jav sa nazýva adsorpcia. Gél súčasne viaže nanočastice a vytvára nespočet nových spojení medzi dvoma rozptýlenými povrchmi rany. Tento proces adhézie trvá iba niekoľko minút a nevyžaduje žiadne chemické reakcie.
Počas experimentu francúzski vedci porovnali dva spôsoby zatvárania pokožky s hlbokou ranou: aplikáciou vodného roztoku nanočastíc štetcom a tradičnými lekárskymi stehmi. Zároveň sa zdá, že možnosť s aplikáciou roztoku nanočastíc je najľahšie použiteľná a veľmi rýchlo uzavrie pokožku, kým sa sama nezahojí. Proces prebieha bez zápalu a nekrózy tkaniva a jazva v mieste rany je takmer neviditeľná.
V inom experimente, ktorý sa uskutočnil aj na pokusných hlodavcoch, vedci aplikovali ich roztok na mäkké tkanivá vnútorných orgánov, ako sú pľúca, pečeň a slezina, ktoré je dosť ťažké šiť, pretože sa lámu, keď chirurgická ihla prejde ich. Tvárou v tvár hlbokej rane v pečeni dokázali francúzski špecialisti ranu uzavrieť, naniesli na ňu vodný roztok nanočastíc a stlačili okraje rany k sebe. Krvácanie bolo zastavené. Na obnovenie rezu pečeňového laloku opäť aplikovali nanočastice vo forme špeciálneho filmu, ktorý sa priložil na ranu a zastavil krvácanie. Oba prípady skončili pre potkany dobre, boli obnovené funkcie pečene a samotné zvieratá zostali nažive.
Tento spôsob adhézie ukázal svoju exkluzivitu, pretože jeho potenciál sľubuje veľmi široký rozsah klinických aplikácií. Na získanie nanočastíc Francúzi použili oxidy železa a oxid kremičitý, ktoré môže ľudské telo ľahko absorbovať. V budúcnosti môže byť táto metóda ľahko integrovaná do súčasného výskumu regenerácie a liečby tkaniva. Ak bude úspešný, môže znamenať revolúciu v klinickej praxi.
Syntetický kolagén na hojenie rán
Kolagén je fibrilárny proteín, ktorý má špeciálnu terciárnu štruktúru. Molekuly kolagénu sú tvorené trojitou špirálou, ktorá pozostáva z polypeptidových reťazcov. V ľudskom tele hrá táto látka veľmi dôležitú úlohu, tvorí matricu spojivového tkaniva a poskytuje proces jeho pružnosti a sily. Jednou z najdôležitejších vlastností kolagénu je jeho schopnosť urýchliť proces adhézie a koagulácie krvných doštičiek. Tieto vlastnosti sa používajú v modernej medicíne, ale lekári musia používať prírodný kolagén, ktorý sa získava zo zvierat, zvyčajne z kráv. Takýto kolagén vyvoláva množstvo obáv, pretože môže vyvolať imunitnú odpoveď tela, zápal alebo môže slúžiť ako nosič infekcie.
V americkom laboratóriu Jeffreyho Hartgerinka na William Marsh Rice University (súkromná americká výskumná univerzita so sídlom v Houstone) pred niekoľkými rokmi vedci získali kolagén syntetického pôvodu. Na základe laboratórnych štúdií sa zistilo, že nový hydrogél na báze syntetického kolagénu je schopný navzájom viazať krvné doštičky, čím sa aktivuje ich schopnosť agregácie. To výrazne urýchľuje proces zastavenia krvácania, pričom odborníci nezaznamenávajú výskyt zápalových procesov.
Nedostatok reakcie ľudského imunitného systému a agregačné vlastnosti odlišujú materiál vytvorený v Houstone od mnohých komerčných analógov. Prirodzene, takúto látku nemožno použiť na zastavenie vážneho krvácania, syntetický kolagén nenahradí tesný obväz a škrtidlo, ale na operačnej sále nemocnice je veľmi ťažké nájsť akýkoľvek analóg tejto látky na zastavenie chirurgického krvácania.
Okrem priamych chirurgických aplikácií Hartgerink a jeho kolegovia zvažujú možnosť použitia nového materiálu na hojenie malých rán a podporu štepov. Uvádza sa, že syntetický kolagén je schopný vytvoriť základ pre prichytenie všetkých typov buniek a rast nových tkanív. Túto látku je možné modifikovať v súlade s konkrétnym zamýšľaným použitím. Imunologická inertnosť a chemická čistota syntetického kolagénu sú dôležitými výhodami a ďalšou zárukou úspechu.
Použitie moderných materiálov v medicíne
Oblasť využívania nových biologických materiálov vrátane materiálov na báze nanočastíc je veľmi rozsiahla aj v rámci medicíny, ale v chirurgii sa môže stať skutočným všeliekom. Vývojári sa domnievajú, že nové látky budú nevyhnutné pre operácie na cievnom systéme miechy a mozgu, na brušných orgánoch a v zubnom lekárstve. V súčasnej dobe pri operáciách pečene a pri odstraňovaní veľkých útvarov z tela všetci asistenti venujú veľkú pozornosť pokusom zastaviť krvácanie.
Metódy, ktoré sa dnes používajú, nie sú príliš úspešné, hovoríme o ľahkých mrazivých a absorpčných utierkach. Zároveň nie je strata krvi vždy preplatená pacientovi, nehovoriac o strate času a kvalite konzervovanej krvi. Zavedenie nových biologických a nano látok môže výrazne skrátiť dobu operácie, znížiť množstvo krvi potrebnej na transfúziu a anulovať sprievodné manipulácie lekárov s tepnami a žilami. Zároveň sa znižuje možnosť zavedenia infekcie do rany, napríklad pri operáciách pečene alebo čriev.
Špeciálnou oblasťou aplikácie nových nanomateriálov, ktoré sú schopné rýchlo zastaviť krv a zaceliť rany, sú rôzne záchranné služby. Môžu ich použiť záchranné tímy pri cestných a železničných nehodách, pádoch lietadiel a vlakov, pri prírodných a človekom spôsobených katastrofách, ako aj vo vojenskej poľnej medicíne. Nové materiály na báze nanotechnológií zároveň nestrácajú svoje jedinečné vlastnosti ani pri dostatočne dlhom skladovaní.
Moderná nano-látka, syntetický kolagén alebo syntetický peptid, má tiež takú vynikajúcu vlastnosť, ako je schopnosť sa v priebehu času rozpadať v krvnom obehu, zatiaľ čo väčšina moderných liekov na zastavenie krvácania zostáva v ľudskom tele dlho. Tento aspekt použitia moderných nanopreparátov (ich neškodnosť a množstvo ďalších parametrov) si vyžaduje ďalšie experimenty. Je však nesporné, že tieto lieky sú budúcnosťou medicíny.
